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氨法在烧结烟气脱硫中的应用

[ 发布日期:2017-05-16 点击:666 来源:洛阳宏昌工贸有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

烧结是钢铁生产过程中主要的工艺之一,在其生产过程中会产生大量的粉尘等污染物。烧结烟气具有烟气量大、波动大、烟气温度高、SO2浓度低(9001500mg/Nm3 )、烟气成分相对复杂等特点,脱硫技术难度较大。国内、外脱硫工艺中的钙法技术比较成熟,脱硫产物为石膏。但钙法一次性投资较大,工艺复杂,维护量大,运行成本高,而且我国是天然石膏产量大国,脱硫产物石膏没有市场,只能抛弃,导致大量土地被占用。这些缺陷使得该技术前景不容乐观。研究、开发适合我国国情,既能满足环保要求又为企业乐于接受的先进脱硫技术是脱硫界努力的方向。氨法脱硫技术近年来倍受大家的关注。

1、烧结烟气氨法脱硫系统

钢烧结厂为例。该厂新上198m2 烧结机一台,并在机头及机尾分别设置了电除尘器,由于在烧结过程中产生的烟气中的SO2浓度是变化的,其头部和尾部烟气SO2浓度较低,中后部烟气SO2浓度高。为减小脱硫装置的规模,故将机头电除尘器的出口接至脱硫装置。由于邢钢焦化厂距离烧结厂仅约200,而且焦化厂的副产品废氨水此前是通过硫酸进行中和处理的。如将这部分废氨水引入烧结脱硫,既可解决邢钢烧结厂的烧结脱硫问题,也可解决焦化厂的废氨水处理问题,同时产出的硫酸氨还有经济收益。因此,该项目选择了氨-硫铵法处理烧结烟气脱硫。

2、烟气脱硫工段

2.1  烟气脱硫工艺

从烧结机头出来的原烟气,经电除尘器净化后,由脱硫塔底部进入。同时在脱硫塔顶部将氨水溶液喷入塔内与烟气中的SO2在脱硫塔中发生化学反应,从而脱除掉SO2。烟气脱硫工艺流程如图1所示。


炼焦生产工艺中会产生废氨水,氨作为一种良好的碱性吸收剂,可吸收烟气中的SO2且效率较高。因此,可将焦化生产过程中冷凝剩余废氨水引入氨水槽内。氨水通过水泵输送至脱硫塔底部,并通过循环水泵由喷嘴喷入脱硫塔内。烧结烟气进入脱硫塔后与喷液相遇。由于液体中含有足够吸收中和SO2所需的氨,因此当烟气通过喷嘴平面时,气体与液体会进行充分的接触。95%以上的SO2会被除去。每个喷射层装有一系列用来喷射浆液的喷嘴。每个喷射层喷嘴都配有专用的循环泵。脱硫塔底部为氧化槽,因此浆液有足够的停留时间来保证充分的氧化和硫酸氨结晶体的形成。硫酸铵极易溶解,在常规条件下,可达40%重量的溶解度,而在脱硫塔运行条件下,该比例可使溶解度达48.5%(在脱硫塔中的)的硫酸铵溶液处于饱和状态并含有3%5%重量的悬浮的硫酸铵结晶体。从脱硫塔中排出的浆液被用来控制硫酸铵的浓度。硫酸铵排除将硫酸铵浆液送到一级脱水装置做进一步处理。脱硫塔上部的两层高效除雾器去除烟气中附带的液滴。为减少化学作用、硫酸铵成品的损失及蒸发量,采用清水冲洗除雾器。净化后的烟气经引风机进入烟囱排放。

2.2  氨法脱硫工艺原理

从烧结机出来的原烟气,经电除尘器净化后,由脱硫塔底部进入。同时在脱硫塔顶部将氨水溶液喷入塔内与烟气中的二氧化硫在脱硫塔中发生化学反应,脱除掉 SO2同时生成亚硫酸铵,并与空气进行氧化反应,生成硫酸铵溶液,经中间槽、过滤器、硫铵槽、加热器、蒸发结晶器、离心机脱水、干燥器即制得化学肥料硫酸铵,从而完成脱硫过程。净化后的烟气经脱硫塔的顶部出口由烟囱排入大气。

3、硫铵工段

硫铵工段系统主要由硫铵溶液槽、过滤器、初分槽、硫铵循环、蒸发器、结晶器、硫铵加热器、离心机、气液分离、冷凝器、空气加热器、振动流化床干燥器、真空泵等组成。该系统的主要作用是完成脱硫后硫铵溶液的储存、蒸发、结晶及包装等。

从脱硫工段来的硫铵母液进入硫铵溶液槽,经过滤器过滤去除杂质进入硫铵槽,经蒸汽加热器加热蒸发、结晶后经初分槽进行初步分离后,进入离心机分离,再经振动干燥器干燥装袋,形成硫铵产品。图2为硫铵工段流程。  


   4、硫铵品质  

   收集的硫铵经分析,其品质见表2


  5、氨法脱硫技术应用前景

 氨法脱硫工艺有自己的鲜明特点,如没有废水、废渣,副产品可作为农用肥料等等。从实际运行效果看,其脱硫效率可满足各地的环保要求,运行费用较低,因此氨法脱硫是较适宜中国国情的一项烟气脱硫技术。在中国发展回收法脱硫技术,特别是氨法,既有相当坚实的基础,又有极为光明的前景。到2005年,我国合成氨生产已突破3300万吨/年,供应烟气脱硫的资源非常丰富。另外,在烧结厂附近往往有焦化厂,而焦化废氨水又是良好的脱硫剂。脱硫剂氨回到制化肥,不论对环境和国民经济都不会造成负面影响。相反,符合了农业部门对化肥日益增长的需要,可产生积极的促进作用。

随着国内氨法脱硫技术的发展,氨法脱硫装置的投资已能低于钙法,阻碍氨法脱硫技术的难点已被各技术供应商采用不同方法得到了突破,氨法脱硫技术正在不断完善,随着氨法脱硫技术业绩的增加,其应用前景将显现出来。